ورود ثبت نام
کابل برق فشار قوی مناسب مترو و راهآهن برقی | شبکه برق در مترو و راهآهن برقی یکی از حساسترین زیرساختهای الکتریکی به شمار میرود. حرکت قطارها، تأمین برق تجهیزات ایستگاهها، سیستمهای تهویه، روشنایی، پمپها، تابلوهای برق، تجهیزات مخابراتی و سیستمهای ایمنی همگی به یک شبکه برق پایدار و قابل اطمینان وابسته هستند. به همین دلیل، انتخاب کابل برق فشار قوی مناسب مترو و راهآهن برقی باید با دقت بسیار زیادی انجام شود.
در این پروژهها، کابل فقط وظیفه انتقال انرژی الکتریکی را بر عهده ندارد؛ بلکه باید در برابر عواملی مانند حرارت، رطوبت، ارتعاش، فشار مکانیکی، آتشسوزی، دود، مواد شیمیایی و شرایط دشوار نصب مقاومت مناسبی داشته باشد. همچنین در تونلهای مترو، فضاهای بسته و مسیرهای زیرزمینی، ویژگیهایی مانند رفتار کابل در برابر حریق و میزان دود و گازهای خورنده اهمیت بیشتری پیدا میکند.
نکته مهم این است که «کابل فشار قوی» در مترو و راهآهن برقی الزاماً به معنی یک کابل با ولتاژ مشخص برای تمام بخشهای شبکه نیست. سیستمهای ریلی میتوانند از معماریهای مختلف برقرسانی استفاده کنند؛ برای مثال در برخی متروها برق کشش با سیستم DC و در برخی راهآهنهای برقی با سیستم AC تأمین میشود. در کنار شبکه کشش، شبکههای فشار متوسط برای تغذیه پستها و تجهیزات نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
بنابراین انتخاب کابل باید بر اساس طراحی الکتریکی پروژه، سطح ولتاژ، نوع سیستم کشش، روش نصب، شرایط محیطی و استانداردهای مربوط انجام شود.
در این مقاله بهصورت کامل بررسی میکنیم که برای مترو و راهآهن برقی چه کابلهایی مورد استفاده قرار میگیرند، هنگام انتخاب کابل چه پارامترهایی باید بررسی شوند و کلمات و محصولات مرتبطی مانند کابل همدان، کابل خراسان افشارنژاد، کابل آلومینیوم، کابل 20 کیلو ولت و کابل 33 کیلو ولت در چه شرایطی میتوانند با این پروژهها ارتباط داشته باشند.
شبکه برق یک سیستم ریلی معمولاً از چند بخش مختلف تشکیل میشود. یکی از مهمترین بخشها، سیستم تأمین انرژی کشش قطار است. علاوه بر آن، برق مورد نیاز تجهیزات ثابت نیز باید از طریق شبکه توزیع داخلی تأمین شود.
بهطور کلی کابلهای قدرت در بخشهایی مانند موارد زیر استفاده میشوند:
بنابراین نمیتوان یک نوع کابل را برای تمام این قسمتها مناسب دانست. هر بخش باید بر اساس مشخصات الکتریکی و محیطی خود کابلکشی شود.
یکی از نکات مهم در انتخاب کابل برای مترو و راهآهن، تفکیک سیستم کشش از سیستم توزیع برق تجهیزات ثابت است.
برق کشش مستقیماً برای حرکت قطار استفاده میشود و معمولاً از طریق سیستمهایی مانند ریل سوم، سیم بالاسری یا تجهیزات مشابه به قطار منتقل میشود.
در مقابل، تجهیزات ثابت ایستگاهها و تأسیسات ریلی از شبکه برق داخلی تغذیه میشوند.
برای مثال ممکن است یک پروژه دارای:
شبکه ورودی → پست اصلی → شبکه فشار متوسط → پست کشش → سیستم تغذیه قطار
باشد و در کنار آن:
شبکه ورودی → تابلو فشار متوسط → ترانسفورماتور → تابلو فشار ضعیف → تجهیزات ایستگاه
نیز وجود داشته باشد.
بنابراین هنگام سفارش کابل باید دقیقاً مشخص شود کابل برای کدام بخش از سیستم طراحی شده است.
یکی از اولین پارامترهای انتخاب کابل، سطح ولتاژ است.
سیستمهای ریلی در کشورهای مختلف و حتی در خطوط مختلف یک کشور میتوانند از ولتاژهای متفاوتی استفاده کنند. در سیستمهای مترو، استفاده از برق DC با ولتاژهایی مانند 750 یا 1500 ولت رایج است؛ در راهآهنهای برقی نیز سیستمهای AC مانند 25 کیلوولت در بسیاری از شبکهها مورد استفاده قرار گرفتهاند.
اما شبکه تغذیه پستها و توزیع انرژی ممکن است در سطح ولتاژ دیگری طراحی شده باشد.
بنابراین اگر در یک پروژه عبارت «کابل فشار قوی مترو» مطرح شود، باید ابتدا مشخص شود منظور کابل کشش است یا کابل شبکه توزیع و تغذیه پستها.
کابل 20 کیلو ولت میتواند در شبکههای توزیع و تغذیه برخی پروژههای صنعتی و زیرساختی کاربرد داشته باشد و در صورت طراحی شبکه با این سطح ولتاژ، امکان استفاده از آن در بخشهایی از زیرساخت ریلی نیز وجود دارد.
با این حال، نباید تصور کرد که کابل 20 کیلو ولت مستقیماً برای انتقال برق کشش تمام متروها استفاده میشود. سیستم کشش ممکن است ولتاژ و ساختار متفاوتی داشته باشد.
اگر طراحی یک خط مترو یا راهآهن شامل شبکه 20 کیلوولت باشد، کابل باید از نظر:
بررسی شود.
بنابراین عبارت کابل 20 کیلو ولت بیشتر باید بهعنوان یک مشخصه فنی در شبکه مورد نظر بررسی شود، نه یک نسخه ثابت برای تمام پروژههای ریلی.
کابل 33 کیلو ولت نیز میتواند در برخی شبکههای انتقال و توزیع انرژی مورد استفاده قرار گیرد.
در پروژههای بزرگ ریلی که فاصله بین پستهای تغذیه زیاد است یا شبکه توزیع با سطح ولتاژ بالاتری طراحی شده، کابلهای این رده ممکن است در بخشهای مشخصی از زیرساخت استفاده شوند.
اما انتخاب کابل 33 کیلو ولت باید کاملاً مطابق نقشه تکخطی و طراحی شبکه انجام شود.
برای چنین کابلی باید موارد زیر مشخص باشند:
در نتیجه، استفاده از کابل 33 کیلو ولت در پروژه ریلی به مشخصات همان پروژه بستگی دارد.
یک کابل مناسب برای پروژههای ریلی باید متناسب با محل نصب و نوع کاربرد انتخاب شود.
مهمترین ویژگیها عبارتاند از:
کابل باید بتواند جریان مورد نیاز را در شرایط واقعی نصب تحمل کند.
عایق باید در برابر تنش الکتریکی و حرارتی مقاومت مناسبی داشته باشد.
در تونلها و فضاهای بسته، دفع حرارت اهمیت زیادی دارد.
کابل باید در برابر ضربه، فشار و آسیبهای احتمالی محافظت شود.
در پروژههای ریلی، رفتار کابل در برابر آتش اهمیت ویژهای دارد.
در تونل و ایستگاههای زیرزمینی، محدود کردن دود میتواند در زمان حریق اهمیت حیاتی داشته باشد.
تونلها و محیطهای زیرزمینی ممکن است دارای رطوبت باشند.
کابل نصبشده در سینی، کانال، تونل یا زمین باید متناسب با همان روش انتخاب شود.
یکی از تفاوتهای مهم پروژههای مترو با بسیاری از پروژههای صنعتی، اهمیت بسیار زیاد ایمنی حریق است.
مترو و تونلهای ریلی محیطهای بستهای هستند که در صورت وقوع آتشسوزی، دود میتواند بسیار سریع منتشر شود.
به همین دلیل در بسیاری از پروژههای ریلی، برای کابلهای خاص، الزامات سختگیرانهای درباره:
در نظر گرفته میشود.
البته اینکه دقیقاً چه ویژگیای مورد نیاز است، به نوع مدار و مشخصات فنی پروژه بستگی دارد.
LSZH مخفف Low Smoke Zero Halogen است و به کابلهایی اشاره دارد که در شرایط حریق دود کمتری تولید کرده و فاقد هالوژنهای رایج در برخی ترکیبات روکش هستند.
در محیطهای بسته مانند:
استفاده از کابلهایی با ویژگیهای مناسب در برابر آتش و دود میتواند اهمیت زیادی داشته باشد.
در زمان انتخاب کابل برای چنین محیطهایی، باید مشخصات فنی و استاندارد محصول دقیقاً بررسی شود و صرفاً به عبارت LSZH روی محصول اکتفا نشود.
پستهای برق مترو یکی از مهمترین بخشهای شبکه هستند.
این پستها انرژی ورودی را دریافت کرده و برای تغذیه سیستمهای مختلف آماده میکنند.
کابلهای فشار متوسط میتوانند برای ارتباط بین:
استفاده شوند.
در این قسمتها معمولاً کابلهای دارای عایق مناسب فشار متوسط، شیلد و لایههای نیمههادی مورد استفاده قرار میگیرند.
یک کابل فشار متوسط معمولاً از چند لایه تشکیل میشود.
ساختار کلی میتواند شامل موارد زیر باشد:
هادی → لایه نیمههادی داخلی → عایق اصلی → لایه نیمههادی خارجی → شیلد فلزی → غلاف → روکش
هر لایه وظیفه مشخصی دارد.
هادی انرژی الکتریکی را منتقل میکند، عایق از عبور جریان به خارج جلوگیری میکند و لایههای نیمههادی و شیلد در کنترل میدان الکتریکی و عملکرد ایمن کابل نقش دارند.
در کابلهای مخصوص محیطهای سخت ممکن است لایههای حفاظتی بیشتری نیز وجود داشته باشد.
شیلد فلزی یکی از اجزای مهم کابلهای فشار متوسط است.
این بخش میتواند در کنترل میدان الکتریکی و ایجاد مسیر مشخص برای جریان خطا نقش داشته باشد.
در پروژههای مترو، اتصال صحیح شیلد به سیستم زمین اهمیت بسیار زیادی دارد.
اگر شیلدها به شکل نادرست زمین شوند، ممکن است جریانهای القایی یا تلفات اضافی ایجاد شود.
بنابراین طراحی سیستم زمین و نحوه اتصال شیلد باید مطابق استاندارد و نقشه اجرایی پروژه انجام شود.
یکی از پرسشهای مهم هنگام انتخاب کابل این است که هادی از مس ساخته شود یا آلومینیوم.
هر دو نوع هادی در شبکههای قدرت کاربرد دارند، اما انتخاب آنها باید بر اساس شرایط پروژه انجام شود.
مس رسانایی الکتریکی بالایی دارد و در سطح مقطع مشخص، ظرفیت انتقال جریان مناسبی ارائه میدهد.
از مزایای آن میتوان به:
اشاره کرد.
کابل آلومینیوم وزن کمتری نسبت به کابل مسی مشابه دارد و در مسیرهای طولانی میتواند از نظر حملونقل و هزینه اولیه مزیت داشته باشد.
از ویژگیهای مهم کابل آلومینیومی میتوان به:
اشاره کرد.
البته برای رسیدن به ظرفیت جریان مشابه، معمولاً سطح مقطع آلومینیوم نسبت به مس بزرگتر انتخاب میشود.
بله، کابل آلومینیوم در صورت انتخاب صحیح میتواند در برخی بخشهای شبکه قدرت پروژههای ریلی مورد استفاده قرار گیرد.
اما این موضوع کاملاً به طراحی شبکه وابسته است.
برای استفاده از کابل آلومینیومی باید مواردی مانند:
بررسی شود.
همچنین اتصالات کابل آلومینیومی باید با تجهیزات و ترمینالهای سازگار انجام شوند تا مشکلاتی مانند افزایش مقاومت اتصال و گرمشدن بیش از حد رخ ندهد.
کابل همدان یکی از نامهایی است که در بازار سیم و کابل ایران شناخته میشود و محصولات آن در گروههای مختلف عرضه میشوند.
در پروژههای مترو و راهآهن، انتخاب محصول نباید صرفاً بر اساس نام برند انجام شود. ابتدا باید مشخص شود پروژه چه نوع کابلی نیاز دارد و سپس محصولی انتخاب شود که مشخصات فنی آن با پروژه مطابقت داشته باشد.
برای مثال اگر پروژه به کابل فشار متوسط نیاز داشته باشد، باید مشخص شود محصول مورد نظر از نظر:
مطابق نیاز پروژه است یا خیر.
بنابراین کابل همدان میتواند در صورت تطابق مشخصات محصول با نیاز پروژه، یکی از گزینههای قابل بررسی باشد.
کابل خراسان افشارنژاد نیز از نامهای شناختهشده در بازار سیم و کابل ایران است.
با توجه به تنوع محصولات کابل، برای استفاده از یک محصول در پروژه مترو یا راهآهن باید دقیقاً مشخص شود که محصول مورد نظر برای چه سطح ولتاژ و چه کاربردی تولید شده است.
در پروژههای ریلی، عواملی مانند مقاومت در برابر آتش، میزان دود، شرایط نصب و الزامات کارفرما اهمیت زیادی دارند.
بنابراین اگر قرار باشد از کابل خراسان افشارنژاد در چنین پروژهای استفاده شود، مشخصات فنی همان محصول باید با اسناد مناقصه، طراحی و استانداردهای پروژه تطبیق داده شود.
سطح مقطع کابل یکی از مهمترین مشخصات آن است.
انتخاب سطح مقطع باید با توجه به جریان مصرفی و شرایط نصب انجام شود.
اما این تصور که «هرچه سطح مقطع بیشتر باشد، کابل بهتر است» صحیح نیست.
سطح مقطع بیش از نیاز میتواند هزینه پروژه را افزایش دهد و سطح مقطع کمتر از نیاز نیز میتواند باعث افزایش دما و افت ولتاژ شود.
برای تعیین سطح مقطع باید موارد زیر بررسی شود:
در پروژههای ریلی، مسیرهای کابلکشی ممکن است طولانی باشند.
افزایش طول کابل باعث افزایش مقاومت مسیر و در نتیجه افت ولتاژ میشود.
افت ولتاژ زیاد میتواند روی عملکرد تجهیزات تأثیر منفی بگذارد.
برای کاهش افت ولتاژ میتوان با توجه به شرایط پروژه:
انتخاب نهایی باید بر اساس محاسبات مهندسی انجام شود.
شبکههای برق مترو و راهآهن باید در برابر خطاهای الکتریکی نیز ایمن باشند.
در هنگام اتصال کوتاه، جریان بسیار زیادی ممکن است برای مدت کوتاهی از کابل عبور کند.
این جریان میتواند باعث افزایش شدید دمای هادی شود.
بنابراین کابل باید از نظر تحمل حرارتی اتصال کوتاه بررسی شود.
در کابلهای فشار متوسط، ظرفیت تحمل جریان خطا برای شیلد و اجزای فلزی نیز اهمیت دارد.
تونل یکی از سختترین محیطها برای کابلکشی است.
در تونل ممکن است کابل در معرض:
قرار داشته باشد.
علاوه بر این، تعمیر کابل در تونل ممکن است بسیار دشوار باشد.
بنابراین انتخاب کابل باکیفیت و طراحی مناسب مسیر کابلکشی اهمیت زیادی دارد.
هر کابل دارای حداقل شعاع خمش مشخصی است.
اگر کابل بیشتر از حد مجاز خم شود، ممکن است به لایههای داخلی آن آسیب وارد شود.
این مسئله در تونلهای مترو اهمیت بیشتری دارد؛ زیرا فضای محدود ممکن است نصاب را مجبور به ایجاد خمهای شدید کند.
بنابراین مسیر کابل باید قبل از اجرا طراحی شود و حداقل شعاع خمش اعلامشده توسط سازنده رعایت گردد.
تمام کابلهای راهآهن در تونل نصب نمیشوند.
در خطوط ریلی خارج از شهر، کابل ممکن است در فضای باز و در معرض:
قرار گیرد.
در چنین شرایطی نوع روکش و روش حفاظت مکانیکی اهمیت بیشتری پیدا میکند.
در برخی قسمتهای مسیر راهآهن، کابلها ممکن است در زمین دفن شوند.
در این روش باید موارد زیر بررسی شود:
استفاده از لوله یا تجهیزات حفاظتی نیز ممکن است در برخی مسیرها ضروری باشد.
اگر کابل در مسیرهایی قرار داشته باشد که احتمال ضربه و فشار مکانیکی وجود دارد، کابل آرموردار میتواند گزینه مناسبی باشد.
آرمور میتواند از کابل در برابر برخی آسیبهای مکانیکی محافظت کند.
با این حال، نوع آرمور باید با سیستم زمین و الزامات طراحی سازگار باشد.
برای خرید کابل مورد استفاده در پروژههای ریلی، قیمت نباید تنها معیار تصمیمگیری باشد.
قبل از خرید بهتر است موارد زیر بررسی شوند:
قیمت کابل برق فشار قوی و فشار متوسط به عوامل متعددی وابسته است.
مهمترین آنها عبارتاند از:
به همین دلیل نمیتوان بدون تعیین مشخصات کابل، قیمت دقیق آن را اعلام کرد.
برای مثال، قیمت یک کابل مسی فشار متوسط با کابل آلومینیومی با همان طول و سطح ولتاژ الزاماً یکسان نیست.
مترو و راهآهن برقی جزو زیرساختهای حساس محسوب میشوند و کیفیت تجهیزات الکتریکی در آنها اهمیت زیادی دارد.
کابل غیراستاندارد ممکن است در کوتاهمدت ارزانتر باشد، اما احتمال افزایش خرابی، گرمشدن، افت ولتاژ و کاهش عمر سیستم را بالا میبرد.
در پروژههای ریلی بهتر است محصول بر اساس استاندارد مورد نیاز پروژه و مشخصات فنی کارفرما خریداری شود.
استاندارد مورد نیاز کابل به نوع کابل و سطح ولتاژ آن بستگی دارد.
در حوزه کابلهای قدرت، استانداردهایی مانند خانواده IEC 60502 برای برخی کابلهای قدرت و استانداردهای IEC 60840 و IEC 62067 برای ردههای بالاتر ولتاژی مطرح هستند.
برای پروژههای ریلی علاوه بر استاندارد کابل، ممکن است استانداردها و الزامات اختصاصی مربوط به:
نیز مورد نیاز باشند.
بنابراین باید اسناد فنی پروژه قبل از خرید بررسی شود.
ارزانترین کابل همیشه بهترین انتخاب نیست.
جنس هادی، عایق، روکش و شرایط محیطی نیز مهم هستند.
در تونلها و ایستگاهها رفتار کابل در برابر آتش اهمیت بسیار زیادی دارد.
دمای بالا میتواند ظرفیت جریاندهی کابل را کاهش دهد.
در مسیرهای طولانی این موضوع بسیار مهم است.
خمکردن بیش از حد کابل میتواند باعث آسیب به ساختار آن شود.
تجهیزات متحرک به کابل مناسب حرکت نیاز دارند.
انتخاب کابل برق فشار قوی مناسب مترو و راهآهن برقی یک تصمیم کاملاً تخصصی است و باید بر اساس طراحی شبکه برق، سطح ولتاژ، جریان بار، روش نصب و شرایط محیطی انجام شود.
در سیستمهای ریلی، باید بین کابلهای مربوط به برق کشش قطار و کابلهای مربوط به توزیع و تأمین برق تجهیزات ثابت تفاوت قائل شد. سیستم کشش بسته به پروژه میتواند AC یا DC باشد و بنابراین نمیتوان یک نوع کابل یا یک سطح ولتاژ را برای تمام خطوط مترو و راهآهن مناسب دانست.
در شبکههای تغذیه و توزیع ممکن است کابلهایی در ردههای مختلف ولتاژی مورد استفاده قرار بگیرند. به همین دلیل محصولاتی مانند کابل 20 کیلو ولت یا کابل 33 کیلو ولت تنها زمانی مناسب هستند که سطح ولتاژ شبکه پروژه با آنها مطابقت داشته باشد.
همچنین استفاده از کابل آلومینیوم میتواند در برخی شبکههای قدرت به دلیل وزن کمتر و مزایای اقتصادی مورد توجه قرار گیرد، اما انتخاب آن باید بر اساس جریان، افت ولتاژ و شرایط اتصال انجام شود.
در بازار ایران نیز برندهایی مانند کابل همدان و کابل خراسان افشارنژاد محصولات مختلفی ارائه میکنند؛ اما در پروژههای حساس ریلی، انتخاب محصول باید بر اساس مشخصات فنی همان محصول و الزامات پروژه انجام شود و صرفاً نام برند نباید معیار انتخاب باشد.
در نهایت، کابل مناسب مترو و راهآهن باید از نظر ظرفیت جریاندهی، سطح ولتاژ، عایق، شیلد، روکش، مقاومت حرارتی، مقاومت مکانیکی، رفتار در برابر حریق، میزان دود، روش نصب و استانداردهای مورد نیاز بررسی شود.
هرچه پروژه حساستر باشد، اهمیت انتخاب کابل استاندارد و اجرای صحیح کابلکشی نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین پیش از خرید، بهتر است مشخصات فنی کابل با نقشههای اجرایی، دیتاشیت سازنده و الزامات کارفرما تطبیق داده شود.
کابل مناسب به نوع سیستم برقرسانی، سطح ولتاژ، جریان مصرفی، روش نصب و شرایط محیطی بستگی دارد. بنابراین انتخاب کابل باید بر اساس مشخصات فنی پروژه انجام شود.
بله، در صورت طراحی شبکه با این سطح ولتاژ، کابل 20 کیلو ولت میتواند برای بخشهایی مانند شبکه توزیع و تغذیه پستها مورد استفاده قرار گیرد؛ اما برای تمام سیستمهای مترو کاربرد یکسانی ندارد.
هر دو نوع کابل میتوانند در پروژههای ریلی کاربرد داشته باشند. کابل آلومینیوم وزن و هزینه اولیه کمتری دارد، در حالی که مس رسانایی بالاتری ارائه میدهد. انتخاب نهایی باید بر اساس محاسبات فنی پروژه باشد.
سطح ولتاژ، سطح مقطع، جنس هادی، نوع عایق و روکش، مقاومت در برابر حرارت و حریق، شیلد، شرایط نصب، افت ولتاژ، جریان اتصال کوتاه و استانداردهای مورد نیاز پروژه از مهمترین مواردی هستند که باید بررسی شوند.
دیدگاهتان را بنویسید